Transformations chimiques mettant en jeu








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date de publication18.01.2018
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TRANSFORMATIONS CHIMIQUES METTANT EN JEU

L’ELEMENT CUIVRE

Expérience préliminaire :


  • Introduis quelques cristaux de sulfate de cuivre dans un tube à essai. Ces cristaux contiennent des ions sulfate SO42– et cuivre(ll) Cu2+ .Quel est l’aspect de ces cristaux ? (solide, liquide, gaz? couleur?)




  • Chauffe ces cristaux... Que constates-tu ?

Fais un schéma annoté de cette expérience.




  • Introduis ces cristaux dans un bécher contenant un peu d’eau.

Agite la solution à l’aide d’un agitateur en verre. Que constates-tu ?





  • Identifie les ions responsables de la coloration bleue observée, sachant

qu’une solution de sulfate de zinc (qui contient des ions sulfate SO42– et

zinc(ll) Zn2+) est incolore. Justifie ta réponse.




  1. Action de l’acide nitrique sur le métal cuivre (symbole Cu) :




  • Sous quel aspect se présente le métal cuivre ? (solide, liquide, gaz ? couleur ?)




  • Dans un tube à essai, introduis un petit morceau de tournure de cuivre et ajoute avec précaution (blouse, gants, lunettes) environ 1 mL d’une solution d’acide nitrique prélevés à l’aide d’une pipette.


ATTENTION ! L’acide nitrique concentré est un produit très dangereux... tu dois éviter tout contact avec la peau ou les vêtements, et même d’en respirer les vapeurs.


  • Fais ci-contre le schéma annoté de cette expérience

et décris tout ce que tu observes :


  • Rajoute quelques mL d’eau dans le tube à essai.

A quoi est due la coloration bleue observée dans la solution ?




  • D’après-toi, où est passé le cuivre initialement présent sous forme

d’atomes dans le métal ?




  1. Action du métal zinc (symbole Zn) sur une solution contenant des ions cuivre(II) :




  • Dans un bécher, verse environ 20mL de solution de sulfate de cuivre (II) assez concentrée contenant des ions Cuivre(II) Cu2+ (mais aussi des ions sulfate SO42 ), puis introduis dans cette solution une lame de Zinc préalablement décapée à l’aide de papier émeri.




Fais ci-contre le schéma annoté de cette expérience


  • Attends quelques instants puis décris ce que tu observes,

en essayant de l’expliquer.



  • D’après toi, comment va évoluer la coloration bleue

de la solution au cours du temps ? Pourquoi ?





  • Pour le vérifier, introduis dans un tube à essai très peu de solution de sulfate de cuivre (environ 1mL).

Rajoute de l'eau distillée jusqu'à mi-hauteur du tube à essai puis bouche

et agite pour homogénéiser la solution diluée de sulfate de cuivre obtenue.

Rajoute une pointe de spatule de poudre de zinc.
Bouche le tube et agite pendant une minute : il se produit la même

transformation chimique que précédemment mais elle est plus rapide

car la surface du zinc en contact avec la solution est plus importante.

Cependant le dépôt de métal cuivre sur la poudre de zinc n’est pas visible

car les grains de poudre sont trop petits, mais il est bien présent.
Laisse décanter quelques minutes.
Que constates-tu ?

Fais le schéma correspondant puis essaye d'expliquer tes observations.




  • Un chimiste nommé LAVOISIER a dit : « rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme ». Explique pourquoi cette loi trouve une application dans les deux expériences que tu viens de réaliser.




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Un atome de cuivre a pour symbole chimique : Cu
Au cours d’une transformation chimique, cet atome peut perdre des électrons pour donner des ions positifs, ou mettre des électrons en commun avec d’autres atomes pour former des molécules, mais son noyau ne peut pas être modifié : Il contiendra toujours 29 protons, ce qui caractérise l’élément chimique cuivre.
L’aspect extérieur de l’élément cuivre peut ainsi être modifié, mais cet élément ne peut pas disparaître au cours d’une transformation chimique.

  1. Réaction entre les ions cuivre(II) et les ions hydroxyde HO (présents dans une solution de soude) :




  • Introduis dans un tube à essai environ 2mL d’une solution aqueuse

contenant des ions Cu2+, puis rajoute environ 2mL d’une solution de

soude (appelée aussi hydroxyde de sodium, de symbole NaOH).
Décris ce que tu observes :




  • Le composé solide obtenu est appelé précipité : il est constitué par

les ions Cu2+ et HO unis les uns aux autres par des forces électriques.
Il porte le nom d’hydroxyde de cuivre(II). Il peut être séparé de la solution

par filtration. Fais ci-contre le schéma annoté du dispositif utilisé pour cela :


  • Quel est l’aspect de la solution obtenue après filtration et appelée filtrat ?


Compare avec la solution de sulfate de cuivre et conclue :




  • Où se trouve l’élément cuivre à la fin de cette expérience ?



  1. Déshydratation par chauffage de l’hydroxyde de cuivre(II) :



  • Avec une spatule, prélève un peu de précipité présent sur

le papier filtre et introduis-le dans un tube à essai propre.
Chauffe fortement ce précipité en maintenant ce tube

à l’aide d’une pince en bois.


  • Fais ci-contre le schéma de l’expérience

puis décris ce que tu observes :




  • On obtient après chauffage de l’oxyde de cuivre(II). Quelle est sa couleur ?

Où se trouve l’élément cuivre à la fin de cette réaction ?





  • Est-il possible d’après-toi d’obtenir du cuivre métallique, solide de couleur rouge et de symbole Cu, à partir du produit noir que tu viens d’obtenir ? Justifie ta réponse...




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